摘要:為了提升房屋建設(shè)質(zhì)量以及維護人類生命財產(chǎn)安全,提出了合理對建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計的建議。文章在對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)遵循的幾點基本原則之上,從地基與基礎(chǔ)、多層與高層房屋、懸挑梁三大方面對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的問題進行探究。希望與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師一起分享工作經(jīng)驗,共同優(yōu)化建筑設(shè)計質(zhì)量,使房屋建筑的安全性、舒適度以及經(jīng)濟性均有所保障。

關(guān)鍵詞:房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;設(shè)計原則;注意問題

1引言

房屋設(shè)計為工程建設(shè)的起始環(huán)節(jié),可以被視為整個工程建設(shè)的靈魄之一。美觀、適用、安全與經(jīng)濟是其最佳的設(shè)計結(jié)果。結(jié)構(gòu)設(shè)計通常采用結(jié)構(gòu)語言去闡述工程師所表達的思想,而結(jié)構(gòu)語言為結(jié)構(gòu)師由建筑即他類專業(yè)圖紙中所提取簡練出來的結(jié)構(gòu)元素,涵蓋了基礎(chǔ)、墻、柱、梁、板、樓梯、大樣圖等內(nèi)容。繼而采用這些結(jié)構(gòu)元素去構(gòu)建建筑的結(jié)構(gòu)體系,將各類狀況形成的載荷傳導(dǎo)至基礎(chǔ)。回顧長期的實踐經(jīng)驗,本文對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)主義的問題進行總結(jié)。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計中要遵循的基本原則

2.1構(gòu)件設(shè)計抓大放小

“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中很關(guān)鍵的理念。盡管建筑體結(jié)構(gòu)體系是由多樣構(gòu)件組建的,但是不同構(gòu)件承擔的任務(wù)存在差異性,依照重要性就有輕重的排序。在外力突然襲擊的情況下,各構(gòu)件間協(xié)力抵御,以維護最關(guān)鍵的構(gòu)件結(jié)構(gòu)的完整性或最后被破壞,但是如果平均用力,通常會“玉石俱粉”,損失嚴重化。在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,為了降低其在運行期間的損失率,重點是明確不同構(gòu)件功能的主次,抓大放小。

2.2安全體系多道防線

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計體系的安全是借助層層設(shè)防的形式,這樣在災(zāi)難襲擊的情況下,具備抵御能力的結(jié)構(gòu)就會通力協(xié)作,全力以赴。在上述的情景中,若把“存留”的希望全部投注在某一構(gòu)件上,安全隱患出現(xiàn)的概率就會有所增加。與單片墻相比較,多肢墻性能優(yōu)良;框架剪力墻比純框架應(yīng)用效果更佳等,此時,數(shù)道防線的設(shè)計思路實用價值就彰顯出來了。

2.3結(jié)構(gòu)體系剛?cè)嵯酀?/p>

建筑結(jié)構(gòu)體系的合理性應(yīng)體現(xiàn)在剛?cè)嵯酀。在結(jié)構(gòu)硬度相對較大的情況下,變形能力就會相對較差,在大型破壞力的作用下,房屋建筑會承受的力很大,局部位置結(jié)構(gòu)先損傷,最后建筑物會整體遭到破壞。在建筑體柔軟性相對較大的情況下,盡管可以消除一部分外力,但是極易使建筑物形變量較大,而影響使用壽命。房屋建筑結(jié)構(gòu)剛性與柔弱性所占比例是多少,現(xiàn)階段相關(guān)學(xué)者與業(yè)內(nèi)人士還沒有做出統(tǒng)計的答案,但是剛?cè)嵯酀冀K是結(jié)構(gòu)設(shè)計者共同的追求。

3房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意問題

3.1地基與基礎(chǔ)

(1)在對柱下獨立基礎(chǔ)帶梁板式的地下室底板設(shè)計過程中,建筑物下沉所引發(fā)附加應(yīng)力的影響效果經(jīng)常被忽視。這主要是因為房屋建筑運行期間整個地下室底板與柱下獨立基礎(chǔ)承擔上部荷載,故此將有很大的可能出現(xiàn)同步下沉與變形現(xiàn)象,如該部分形成的附加應(yīng)力沒有被重視,那么底板面的安全性將會受到威脅,地下室底板承載能力不夠而出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象極有可能發(fā)生。特別是在天然地基應(yīng)用的過程中,影響效果將是更為明顯的。面對整體下沉量相對較小的建筑體,可以采用將褥墊安置在地下室底板與持力層間的方式。并不是所有房屋建筑均可以采用上述處理辦法,應(yīng)對所有因素進行整體分析。

(2)在房屋建筑存在地下室的情況中,若地下水位相對較高,應(yīng)最大限度維持室外地坪之下結(jié)構(gòu)外輪廓形體的簡潔性,以為建筑防水施工作業(yè)提供便利條件。特別是對于柱下承臺,在這一結(jié)構(gòu)的影響,基槽地模形體復(fù)雜性顯著,陰陽角與放坡數(shù)目繁多,防水施工難度與時間均有不同程度的增加,使其施工質(zhì)量受到負面影響,施工成本上漲。為了有效處理上述情況,應(yīng)對反承臺法數(shù)次考慮,實質(zhì)上就是強化地下室底板和承臺的下皮標高的一致性,承臺厚度需增加的位置施工精細性應(yīng)有所保障,地下室內(nèi)部進行濾水層和覆土等地面處理辦法。上述施工行為的實施,進一步強化了基槽地模施工的快捷性,并減縮了工期,提升施工質(zhì)量。

(3)在地下室底板與外墻配筋計算過程中,通常假設(shè)條件和現(xiàn)狀不匹配。比如在對地下室外墻配筋計算過程中,在外墻配有扶壁柱的情況下,沒有區(qū)別對待扶壁柱規(guī)則,統(tǒng)一依照雙向板計算配筋,而扶壁柱依照地下室結(jié)構(gòu)整體電算分析結(jié)果配置鋼筋數(shù)目,也沒有參照外墻雙向板傳導(dǎo)荷載檢驗扶壁柱鋼筋配置數(shù)目的正確性。參照外墻與扶壁柱同步變形原理進行解析,上述計算方法的應(yīng)用,使外墻豎向受力筋配筋數(shù)目不夠、扶壁柱配筋數(shù)目偏低、外墻水平方向排布鋼筋剩余。在建筑設(shè)計過程中,排除垂直于外墻方向,并存有鋼筋硅內(nèi)隔墻銜接的外墻板塊或外墻扶壁柱截面規(guī)格較大間外墻板塊依照雙向板計算鋼筋配置數(shù)目,其他的外墻參照豎向單向板計算鋼筋配置數(shù)目即可。

(4)天然地基錐體獨立基礎(chǔ)設(shè)計問題。當下部分房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計錐體斜面坡度高于1:3,此時錐體位置硅振搗密實度很難得到保障,在實際施工中通常是采用混凝土自然堆積的,并應(yīng)用鏟子或抹灰刀等工具進行塑形,此時錐體位置的硅設(shè)計強度很難與工程標準相匹配。故此為了使天然地基錐體獨立基礎(chǔ)的設(shè)計質(zhì)量有所保障,可以應(yīng)用階梯形獨立基礎(chǔ)的方式,便于施工的同時,也提升了工程施工質(zhì)量。

3.2多層與高層房屋在結(jié)構(gòu)設(shè)計差別

通常情況下,多層房屋高度相對較低,水平力對其影響效果相對較低,承擔的是豎向荷載,一般采用砌體結(jié)構(gòu)體系或框架結(jié)構(gòu)體系。高層房屋恰恰相反,水平載荷對其影響效果相對較大,一般會應(yīng)用側(cè)向剛度較大、抗側(cè)移性能相對優(yōu)良的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)或剪力墻結(jié)構(gòu)體系。其遵照的規(guī)范種類存在差異性,前者應(yīng)落實GB50011—2001建筑抗震設(shè)計規(guī)范,后者應(yīng)落實JGJ3-2002高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程。

3.3懸挑梁

(1)因為房屋建筑使用功能的需求以及地理條件等因素的限制,懸挑梁結(jié)構(gòu)是極為常見的,通常情況下梁中承受的荷載會高于梁外挑部分,故此梁中與外挑梁橫截面規(guī)格存在差異,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員通常把梁中的上層主筋向挑梁方向拓展,而沒有考慮兩端的主筋不能穿插進挑梁中的問題。在鋼筋技術(shù)人員捆綁鋼筋過程中上述問題就暴露出來,但是多數(shù)鋼筋已截斷成型,工程施工質(zhì)量受到影響的同時,工程造價增加幅度相對較大。(2)在尋常施工過程中,普通梁箍筋的銜接部位通常于梁上端兩角交替捆綁,但是與懸挑梁箍筋銜接的部位,規(guī)范與有關(guān)構(gòu)造圖集并未做出確切性指示,只是規(guī)定懸挑梁箍筋通常都采用這兩方面的內(nèi)容實現(xiàn)統(tǒng)一的規(guī)劃設(shè)計又是一項非常巨大的挑戰(zhàn)。一方面,在面對規(guī)范管道標準的明文要求,另一方面還要面臨著已經(jīng)在各大已經(jīng)建成的區(qū)域內(nèi)進行大面積改造的難度和社會影響,徑流總量控制要求落實過程中低影響開發(fā)設(shè)施建設(shè)中也會涉及到一些相關(guān)的政策、激勵機制,大量的建筑、場地改造和用地協(xié)調(diào)等都存在著一些困難個障礙,一些經(jīng)濟條件比較差的城市在發(fā)展中還會受到資金的制約。所以在現(xiàn)代化城市建設(shè)找那個就存在著多方面的壓力和苦難選擇,如何改造、全面改造還是局部改造等問題艱難選擇。

3.4雨水徑流污染控制目標如何兼顧

除了城市的內(nèi)澇之外,雨水徑流污染物也是我國海綿城市建設(shè)中需要面臨和解決的一項重大難題。經(jīng)過研究了解到,在污水處理程度達到百分之九十以上的城市中,徑流污染占城市污染總量的比例已經(jīng)非常之高。一些發(fā)達國家早已經(jīng)對雨水徑流污染控制的重要性給予了高度的重視,在過去的三十年來也已經(jīng)投入了大量的資金進行建設(shè),相關(guān)的法律法規(guī)也給予了一定的支持,城市發(fā)展戰(zhàn)略以及一些基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)等多方面都對徑流污染實現(xiàn)了控制。但是在我國的城市徑流污染還未能引起相關(guān)政府部門的足夠重視,一些城市在水系治理中還是缺少對于城市徑流污染的考慮,所以在開展海綿城市建設(shè)和排水防澇建設(shè)時也沒有重視到徑流污染的問題,這些問題都為我國城市可持續(xù)發(fā)展帶來了嚴重的影響。資金缺口也是控制徑流污染的一大重要問題,排水防澇和污水、污泥處理工作當中肯定需要用到大量的資金建設(shè),但是最終落實到徑流污染控制的資金卻是非常有限的,甚至出現(xiàn)了嚴重不足的現(xiàn)狀。如果資金投入不足,就很難對徑流污染的基礎(chǔ)設(shè)施進行改造和控制,也難以挽回城市水環(huán)境污染的損失。

4結(jié)語

目前我國相關(guān)政府部門和各行各業(yè)對排水防澇和海綿城市在建設(shè)中給予了足夠的重視,我國的城市雨洪綜合管理工作發(fā)展方向也在逐漸的明確,更為現(xiàn)代化城市的建設(shè)帶來了新的挑戰(zhàn)和機遇。我國雨洪綜合管理人員就應(yīng)當針對我國現(xiàn)代化城市在建設(shè)中存在的相關(guān)問題,提出可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求,多引進發(fā)達國家的先進理念和技術(shù)措施來進行建設(shè)發(fā)展。

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